有机胺类碘离子吸附剂、其制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种有机胺类碘离子吸附剂的制备方法，包括以下步骤：将二(γ-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、油溶性有机胺、水混合，以形成凝胶液，其中二(γ-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺：油溶性有机胺：水的体积比为1：0.1-10：0.2-10；以及将所得凝胶液陈化、水洗、干燥，得到凝胶块状的有机胺类碘离子吸附剂。本发明专利技术的制备方法工艺简单、成本低廉。制备得到的有机胺类碘离子吸附剂吸附容量高、选择性好、机械强度高，且洗脱再生简单高效。可用于通过吸附法去除放射性废料、醋酸及氯化钠中的碘离子，无二次污染。还可以用于通过吸附法提取浓缩海水、海藻浸出液、油气田卤水和盐湖卤水中的碘离子，体系无需氧化且对碘含量无限制。

【技术实现步骤摘要】
有机胺类碘离子吸附剂、其制备方法及应用
本专利技术涉及化学化工物质分离
，具体涉及一种碘离子吸附剂、其制备方法及应用。
技术介绍
核反应堆产生的放射性碘若未得到合理处理，或是因核泄漏事故会进入环境，如海洋、河流、地下水等，并最终通过各种循环系统在人体中积累，进入甲状腺而致癌变；碘甲烷助催化甲醇低压羰基法合成的醋酸中不可避免地含有碘化物，这会使以醋酸作为原料合成醋酸乙烯酯反应中所用的金属催化剂中毒失活，降低反应产率；此外，在全卤水制碱工业中，碘化物电解时会以高碘酸盐的形式沉积在离子膜上，导致电流效率减低、离子膜寿命缩短、产量下降。因此，从核废料中去除放射性碘污染，以及从醋酸、卤水等含碘物中去除碘素成为人们关注的热点。中国专利CN200710306055.5中提供了从核反应堆提取放射性碘的工艺，采用三氧化二铝或水与氧化锆吸附，并用氨水或者氢氧化钠解吸；美国专利US4615806提出采用具有磺酸基团的大网络强酸性阳离子交换树脂吸附银离子或者汞离子后，清除醋酸中的碘化物，此类树脂主要有Rohm&Haas公司的Amberlyst 15。然而，采用三氧化二铝或水和氧化锆吸附放射性碘，吸附剂的选择性不高；采用离子交换树脂Amberlyst 15吸附碘时，由于银离子或汞离子会从载银树脂中浙出，工艺还需要除银或汞。另一方面 ，碘是一种非常重要的化工资源，广泛应用于食品、医药、农业、感光材料、冶金、军事等领域。我国的碘需求量为3000-4000t/a，且年增长率达20%，但年产量仅为300t,自给率仅为14.2%。碘主要储藏于藻类植物、油气田卤水、盐湖卤水、岩石矿物以及海水中。目前，我国主要以藻类植物、磷矿、卤水等为原料采用离子交换法或空气吹出法提碘。离子交换法的工艺是:将海藻植物浸出液用盐酸或硫酸酸化、次氯酸钠氧化成分子碘后，再用树脂吸附，吸附后用亚硫酸钠将碘还原为碘离子洗下来。空气吹出法的工艺是:将含碘水溶液用盐酸或硫酸酸化、次氯酸钠氧化成分子碘后，向含碘溶液中鼓入热空气，使碘分子随水蒸气蒸出后用碱液吸收。然而，离子交换法和空气吹出法工艺中的酸化、氧化工序会改变含碘体系的组分，尤其是空气吹出法对碘源的品位要求较高，这两种工艺均不太适合碘品位较低且组成复杂的卤水体系。所以，目前国内碘的生产主要以海藻和磷矿为原料，而卤水碘资源尚未得到充分开发和利用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是现有碘吸附剂选择性差、工艺复杂、对碘源品位要求闻的缺点。本专利技术的技术方案一方面涉及一种有机胺类碘离子吸附剂的制备方法，包括以下步骤:将二(Y-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、油溶性有机胺、水混合，以形成凝胶液，其中二(Y-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺:油溶性有机胺:水的体积比可以为1:0.1-10:0.2-10 ;以及将所得凝胶液陈化、水洗、干燥，得到凝胶块状的有机胺类碘离子吸附剂。一些实施方案中，所述制备方法还可以包括研磨所述凝胶块状的有机胺类碘离子吸附剂，以形成粉末状的有机胺类碘离子吸附剂。一些实施方案中，所述油溶性有机胺可以为N235、三辛胺、氯化甲基三胺、N1923、1-庚基辛胺、二(4-甲基-2-丙基戍基)胺、N, N- 二甲基庚基乙酰胺、I,I, 3, 3, 5, 5，7，7，9，9，-十甲基癸胺、1-(3-乙基戍基)_4_乙基辛胺、二(1-异丁基-3，5-二甲基己基)胺，或它们的任意混合物。一些实施方案中，所述混合的时间可以为0.5-5分钟。一些实施方案中，所述陈化的时间可以为2-24小时。一些实施方案中，所述干燥可以在40_90°C进行3-12小时。本专利技术另一方面提供根据本专利技术的制备方法得到的有机胺类碘离子吸附剂。一些实施方案中，所述有机胺类碘离子吸附剂可以为凝胶块状、颗粒状或粉末状。本专利技术再一方面提供该有机胺类碘离子吸附剂用于碘离子去除和碘离子提取的方法，包括将所述有机胺类碘离子吸附剂置于酸性含碘溶液中进行吸附。一些实施方案中，所述方法还可以包括再生有机胺类碘离子吸附剂的步骤:用弱碱性水溶液洗脱吸附了碘离子的有机胺类碘离子吸附剂；以及用水洗涤至中性，以得到再生的有机胺类碘离子吸附剂。一些实施方案中，所述弱碱性水溶液可以为0.005-0.05mol/L的Na2CO3或K2CO3水溶液。本专利技术的有益效果在于:本专利技术的制备方法工艺简单、成本低廉。制备得到的有机胺类碘离子吸附剂吸附容量高、选择性好、机械强度好，并且洗脱再生简单高效。在用于吸附法去除放射性废料、醋酸及氯化钠中的碘离子时，不会造成二次污染。在用于提取浓缩海水、海藻浸出液及卤水中的碘离子时，体系无需氧化，且对碘含量无限制。附图说明图1为根据本专利技术制备有机胺类碘离子吸附剂的方法流程图。图2为根据本专利技术的有机胺类碘离子吸附剂的SEM图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。图1示出根据本专利技术的实施方案，制备有机胺类碘离子吸附剂的方法流程。从图中可见，制备方法主要包括两个步骤:首先将二(Y-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、油溶性有机胺、水混合，以形成凝胶液。之后，将凝胶液陈化、水洗、干燥，得到凝胶块状的有机胺类碘离子吸附剂。二(Y-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺成胶条件简单快速，能与油溶性有机胺形成结构均匀、性质稳定、机械强度好、符合本专利技术的要求的混合凝胶。油溶性有机胺能提供吸附碘离子的主要官能团，而且油溶性可使吸附剂吸附选择性增加。因此本专利技术中可以使用任何含有胺基、亚胺基或叔胺基的有机胺，常见的工业用有机胺包括N235 (C8_10的三烷基胺混合物)、三辛胺(N204)、氯化甲基三胺(N263)、N1923 (C9_14的二烷基甲胺的混合物)、1-庚基辛胺、二(4-甲基-2-丙基戊基)胺、N，N-二甲基庚基乙酰胺(N503)、l，1,3, 3，5，5，7，7，9，9，-十甲基癸胺、1-(3-乙基戊基)_4_乙基辛胺、二(1-异丁基-3，5-二甲基己基)胺，或它们的任意混合物。二 U-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺油溶性有机胺水的体积比可以为1:O.1-10 :0. 2-10。可以采用常规的混合方法，如搅拌，来使体系均匀地形成凝胶液。根据选用原料以及相对量的不同，混合时间通常可以为O. 5-5分钟。之后，将凝胶液陈化一段时间，以使凝胶反应更充分。陈化也可以采用常规方法进行，例如在密闭体系内，于环境温度、湿度下静置即可。根据选用原料以及相对量的不同，陈化时间通常可以为2-24小时。具体地，凝胶体系里面含有的有机胺的含量越多，所需陈化的时间也相对越长。将陈化后的凝胶用水洗涤，以去除多余的碱性物质。洗涤之后需要将凝胶进行干燥处理，形成凝胶块状的有机胺类碘离子吸附剂。干燥过程一方面可以去除凝胶中的水分和反应得到的副产物甲醇；另一方面干燥操作可以在凝胶中形成孔隙，增大了吸附剂的比表面积，有利于碘离子的吸附。干燥也可以采用常规方法进行，例如烘干。干燥温度不能太低，否则会造成水分和副产物残存；干燥温度也不能太高，否则会破坏凝胶的孔隙结构。干燥温度越高，则干燥过程所需时间相对越短，反之则需要较长的干燥时间。例如，本专利技术中可以在40-90°C干燥3-12小时。本专利技术的制备方法原料易得、工艺简单、条件温和、成本低廉。本专利技术的吸附剂可以为块状、颗粒状或粉末状，均有较好的吸附效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机胺类碘离子吸附剂的制备方法，包括以下步骤：将二(γ?三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、油溶性有机胺、水混合，以形成凝胶液，其中二(γ?三甲氧基甲硅烷基丙基)胺：油溶性有机胺：水的体积比为1：0.1?10：0.2?10；以及将所得凝胶液陈化、水洗、干燥，得到凝胶块状的有机胺类碘离子吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种有机胺类碘离子吸附剂的制备方法，包括以下步骤: 将二(Y-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、油溶性有机胺、水混合，以形成凝胶液，其中二(Y-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺:油溶性有机胺:水的体积比为1:0.1-10:0.2-10 ;以及 将所得凝胶液陈化、水洗、干燥，得到凝胶块状的有机胺类碘离子吸附剂。2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括研磨所述凝胶块状的有机胺类碘离子吸附剂，以形成粉末状的有机胺类碘离子吸附剂。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述油溶性有机胺为N235、三辛胺、氯化甲基二胺、N1923、1-庚基辛胺、二(4-甲基-2-丙基戍基)胺、N, N-二甲基庚基乙酰胺、1，I, 3, 3, 5, 5, 7, 7, 9, 9,-十甲基癸胺、1-(3-乙基戍基)_4_乙基辛胺、二(1-异丁基-3，5-二甲基己基)胺，或它们的任意混合物。4.根据权利要求1或2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张慧芳，郭敏，叶秀深，刘海宁，李权，吴志坚，
申请(专利权)人：中国科学院青海盐湖研究所，
类型：发明
国别省市：